Una mujer contrajo una infección urinaria. Dos años después, la bacteria llegó a su cerebro
Una mujer de 63 años llegó al hospital con fuertes dolores. Había perdido la visión del ojo derecho repentinamente. Mientras los médicos la examinaban, los hallazgos posteriores revelaron no solo malas noticias para ella, sino también una alarmante forma en que las infecciones pueden evolucionar dentro de un paciente.
El extraordinario caso de esta mujer fue publicado esta semana en el New England Journal of Medicine. Según sus médicos, las primeras resonancias magnéticas de su cerebro permitieron identificar rápidamente el problema principal. Las imágenes indicaron inflamación en su ojo derecho, pero también detectaron lesiones cerebrales. Concretamente, presentaba problemas en el lóbulo parietal, que es un centro clave para el procesamiento de la información sensorial.
Los médicos sospechaban que tenía un absceso cerebral. Los análisis de sangre y orina sugerían una infección, además de problemas renales. Decidieron abrirle el cráneo para realizar una biopsia cerebral. Dentro, el equipo quirúrgico encontró pus. Mientras tanto, los médicos trabajaban para identificar la bacteria presente en dos muestras de orina.
Las dos muestras de orina y la muestra cerebral presentaron la misma bacteria: Klebsiella pneumoniae. Esta bacteria suele habitar en el tracto gastrointestinal, también está presente en entornos sanitarios y provocar infecciones, especialmente neumonía e infecciones del tracto urinario. Se sabe que existe una variante metastásica que puede diseminarse por el torrente sanguíneo e invadir otros órganos, en particular el hígado, pero también los pulmones, los ojos y el cerebro.
En un caso clínico convencional, la historia podría terminar aquí. Los médicos diagnosticarían una infección diseminada por K. pneumoniae y la tratarían con antibióticos. Pero este caso tenía algo más.
Había viscosidad…
Los médicos e investigadores que colaboraron en el caso observaron que, si bien las tres muestras presentaban crecimiento de K. pneumoniae, las bacterias eran diferentes. Mientras que las bacterias de la primera muestra parecían normales, las de la segunda muestra de orina y del cerebro eran viscosas y pegajosas. Bajo un microscopio electrónico, los médicos pudieron observar que la K. pneumoniae de estas dos muestras tenía cápsulas gruesas; aparentemente estaban recubiertas de una sustancia viscosa.
Imágenes de microscopía electrónica de aislamientos de Klebsiella pneumoniae procedentes de muestras de orina.
New England Journal of Medicine
Pruebas posteriores demostraron que la gruesa capa pegajosa hacía que estas bacterias fueran más virulentas que las bacterias de aspecto normal de la primera muestra de orina. Debido a esta capa, las células inmunitarias protectoras llamadas macrófagos no podían absorber las bacterias como lo hacían con la K. pneumoniae normal. En ratones, las bacterias con aspecto mucoso resultaron letales, mientras que la normal no lo fue. En definitiva, las dos muestras cumplían la definición de K. pneumoniae hipervirulenta, la variedad conocida por su capacidad metastásica.
Pero la hipervirulencia no solo les daba a estas bacterias la capacidad de invadir el cerebro. Según descubrieron los investigadores, las bacterias hipervirulentas crecían más lentamente y eran menos eficaces para infectar las células de la vejiga.
La secuenciación del genoma de las tres muestras bacterianas reveló que estaban estrechamente relacionadas. Curiosamente, todas carecían de los genes característicos de la hipervirulencia en K. pneumoniae. Las bacterias de las dos muestras de orina presentaban 66 pequeñas mutaciones, mientras que las dos muestras bacterianas hipervirulentas solo presentaban cuatro. Estas dos muestras bacterianas hipervirulentas tenían mutaciones clave en genes que producen la cápsula bacteriana, lo que explica su consistencia viscosa.
Mediante la secuenciación del genoma, los investigadores estimaron que las bacterias presentes en las dos muestras de orina se separaron de un ancestro común entre uno y dos años antes de que la mujer desarrollara el cuadro clínico actual. Tiempo después, las bacterias urinarias hipervirulentas se diseminaron hasta llegar al cerebro.
Los médicos de la mujer señalaron que dos años antes de que se le diagnosticara el absceso cerebral, había sido hospitalizada por una infección urinaria.
“Estamos detectando resistencia a los antibióticos no solo en enfermedades graves, sino también en infecciones más simples y sin complicaciones en niños", señalan los autores de un nuevo estudio.
La evolución bacteriana dentro de un mismo paciente no es nueva
Las bacterias infecciosas suelen adaptarse para obtener una ventaja adaptativa en su víctima. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la variante con mayor ventaja se impone en la población. En casos menos frecuentes, la población se divide. Este fenómeno ya se ha observado cuando las bacterias intentan sobrevivir a los tratamientos con antibióticos. Algunas variantes desarrollan una mayor resistencia, pero esa ventaja tiene un costo, como un crecimiento más lento o una menor capacidad para causar enfermedad. Por ello, no llegan a convertirse en la población dominante y permanecen como una subpoblación. Este escenario se conoce como heterorresistencia y se ha relacionado con el fracaso de algunos tratamientos.
En el caso de la mujer, las bacterias obtenidas de sus distintas muestras eran sensibles a los antibióticos, lo que permitió tratar la infección. Además, la mayoría de los pacientes con abscesos cerebrales causados por K. pneumoniae se recuperan, aunque en este caso no se dispone de información sobre la evolución neurológica o visual de la paciente.
Aunque la infección no presentaba heterorresistencia, sí mostraba una característica nueva: heterovirulencia, es decir, la coexistencia de subpoblaciones con distinta capacidad para causar enfermedad. La subpoblación hipervirulenta tenía una desventaja adaptativa en el tracto urinario, donde se originó la infección, porque crecía con menor eficacia. Sin embargo, tenía una mayor capacidad para diseminarse por el organismo y causar enfermedad, lo que le permitió propagarse hasta el cerebro y los ojos.
En conjunto, los investigadores señalan que este caso demuestra que K. pneumoniae puede extenderse desde el tracto urinario hasta otros órganos del mismo paciente. También muestra que, durante una infección, pueden surgir grupos de bacterias capaces de causar una enfermedad más grave.
Artículo originalmente publicado en Ars Technica. Adaptado por Alondra Flores.